具有应用优化的结构的冷却剂泵制造技术

一种优选地用于在车辆中用作附加水泵的电动冷却剂泵，其特征在于，轴(4)的径向支承借助冷却剂润滑的径向滑动轴承(41)来提供，所述径向滑动轴承(41)布置在泵叶轮(2)和转子(32)之间；具有径向内定子(31)和径向外转子(32)的干式运行电动机(3)收纳在与泵室(10)分隔的电动机室(13)中；轴密封件(5)布置在径向滑动轴承(41)和电动机室(13)之间；转子(32)构成为钟形状，其内表面面向轴密封件(5)并与所述轴密封件(5)轴向重叠地固定在轴(4)上；以及电动机室(13)具有通向大气的开口，所述开口由液体密封的且蒸汽能渗透的压力平衡膜片(6)封闭。

Coolant pump with application optimized structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有应用优化的结构的冷却剂泵
本专利技术涉及一种冷却剂泵，其结构通过将轴承、密封件和电动机相结合，在成本、结构空间和使用寿命方面针对附加水泵的应用领域进行了优化。
技术介绍
这种电动附加水泵用于车辆的冷却剂引导的热管理系统的局部区域的循环，该车辆配备有内燃机和主水泵，以便更灵活地冷却辅助装置的部件上的所谓热点，例如废气再循环系统、涡轮增压器、增压空气冷却器等上的热点。由于相对主水泵的冗余以及线路和节点的数量增加，此类附加水泵的类型面临着较高的价格压力，并且对用于集成到现代热管理系统的复杂包装中的具有小尺寸的紧凑结构组件的要求较高。在迄今已制成的电动附加水泵产品中，尤其是由于在相对较小的泵结构中较简单的密封而使用内转子类型的湿式运行电动机。使用通常将定子通过密闭管等相对于转子干式封装并将转子和轴承设计成在输送介质中运行的湿式运行电动机是解决轴密封件处的泄漏和轴承缺陷的问题的已知措施。然而，湿式转子具有较差的效率，因为定子和转子之间的用于收纳密闭管的间隙形成得较大，并且作用在转子上的磁场强度由此减弱。另外，在转子上发生液体摩擦，由此正是在附加水泵的尺寸相对较小的泵驱动器中效率进一步降低。另外，在湿式转子上会发生低温问题，例如在定子和转子之间的间隙中形成冰。大型泵例如电动主水泵由于效率更好而也使用干式运行电动机。为了支承由干式运行电动机驱动的泵轴，主要使用滚动体轴承，例如球轴承，该轴承吸收轴向和径向负载并实现低摩擦值。不过，滚动体轴承通常对渗透的湿气敏感，因为滚动体的所用材料，尤其是合适的钢，对于在湿气中使用没有足够的耐腐蚀性。湿气的进入由于腐蚀而导致滚动体和滚道的表面质量降低，这导致轴承的较高摩擦和相应的热量形成，并进而导致轴承和密封件的进一步损坏。结果，泵中原本昂贵的滚动体轴承必须在两端侧配备再次昂贵的密封件，这些密封件确保低摩擦和可靠的密封，以抵抗泵室内出现的运行压力。除了成本缺点之外，相应的密封件总是引起较少的泄漏并且经常是泵的使用寿命的限制因素，因为这些密封件本身由于压力波动和温度波动而遭受摩擦磨损和脆化。从该申请人的专利申请DE102015114783B3公开了一种设计为用作主水泵的电动冷却剂泵，其中，泵轴由单个所谓的水泵轴承支承，在泵叶轮和电动机之间具有两排滚动体。为了解决泄漏物进入干式运行电动机的轴承和位于其后方的电子构件的问题，在泵壳体中在轴密封件和水泵轴承之间设置有泄漏室，在该泄漏室中泄漏物可以被捕获和导出而不会与水泵轴承接触。位于其后方的泄漏密封件又防止已捕获且待导出的泄漏物进入壳体部段，在该壳体部段中收纳有电动机部件和电子器件。如果泄漏物从泄漏室直接进入电动机的壳体部段中，则电动机的运行温度会导致水蒸气从壳体部段沿相反的方向在水泵轴承的未密封且未保护的一侧渗透到轴承中并长期损坏该轴承。在泵室和驱动器之间提供这种泄漏室随之带来附加结构空间的缺点，该附加结构空间增加了泵结构的轴向尺寸。此外，轴密封件和泄漏密封件的使用和安装带来的费用是附加水泵产品无法接受的。为了将水蒸气进入而损坏水泵轴承的风险最小化，还需要在水泵轴承的未保护侧使用并安装另外的轴承密封件。从通用的申请中还已知专利申请WO2015/011268A1中的一种用于加热设备的循环泵，该循环泵又由湿式运行电动机驱动。泵轴由径向滑动轴承和布置在其后方并具有轴密封件的轴向轴承支承。滑动轴承通过泵轴内部的导入部用输送介质来润滑。轴向位于其后的转子室通过具有静态密封功能的膜片与定子的收纳室分隔。在上述公开中未探讨轴密封件处的泄漏问题。然而，作为关键情况，提到了膜片的穿透，该穿透导致液体进入收纳室的电气部段中，并且在导入润滑剂时通过过滤器来防止。
技术实现思路
基于所讨论的现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种用于干式运行电动机的简单、廉价且紧凑的泵结构。本专利技术的另一方面是提供一种泵结构，其中可以省去轴密封件与干式转子电动机之间的泄漏室，从而有利于缩短泵的轴向结构。本专利技术的另一方面是提供一种关于轴的支承和密封的廉价且耐用的替代方案。根据本专利技术，该目的通过根据权利要求1所述的电动冷却剂泵来实现。所述动冷却剂泵的特征尤其是在于，所述轴的径向支承借助冷却剂润滑的径向滑动轴承来提供，所述径向滑动轴承布置在泵叶轮和干式运行电动机的转子之间；具有径向内定子和径向外转子的所述电动机收纳在与所述泵室分隔的电动机室中；轴密封件布置在所述径向滑动轴承和所述电动机室之间；所述转子构成为钟形状，其内表面面向所述轴密封件并与所述轴密封件轴向重叠地固定在所述轴上；以及所述电动机室具有通向大气的开口，所述开口由液体密封的且蒸汽渗透的压力平衡膜片封闭。本专利技术以其最一般的形式基于以下认识：通过根据本专利技术地选择、组合和布置泵的各个部件，使用泵中的运行条件来实现以下构成的互补作用链：用于限制轴密封件处的泄漏的压力减小，泄漏物的最佳蒸发，以及蒸发后的泄漏物的导出，由此还提供了与专利技术目的相对应的结构性和经济性优点。本专利技术首次提出，对于干式运行电动机提供了在输送介质前方的用于轴密封件的压力减小区域，该区域在轴向上形成在由输送介质润滑的滑动轴承的后方。由于与泵腔内相应的密封表面相比输送介质的压力较低，在轴密封件处流过的泄漏物形成得较少。另外，本专利技术首次提出，在所述轴密封件的后方使用带有转子钟形罩的外转子类型的干式运行电动机，所述钟形罩的优选封闭的内表面面向所述轴密封件。因此，在所述轴密封件后方的泄漏物的液滴由于转子钟形罩的内表面上的径向加速度而被迫通过定子的开放励磁线圈和转子的磁极之间的干式转子的气隙被引导，然后液滴才能进入具有电子器件的电动机室中。在这里，泄漏液滴由于电动机的运行温度和气隙中的湍流涡旋而蒸发。只有在此之后，生成的水蒸气才进入电动机室并通过膜片逸出到大气中。由此，可以消除定子的封装以及与此相关的湿式运行类型电动机的效率缺点。此外，使用干式转子提供了一种用于使用昂贵的滚动体轴承和其相应两侧密封件的替代方案。结果，消除了即使对于复杂的密封件类型也总是存在的每个轴承密封件的使用寿命有限的缺点，从而可以期望附加水泵的更长的使用寿命而没有轴承故障。同时，根据本专利技术，通过省去轴密封件和电动机密封件或密闭壳，实现了一种具有较少的构件和便宜的滑动轴承的泵结构。最后，根据本专利技术，实现了一种具有较小的轴向尺寸的紧凑的泵结构，其中，虽然省去了泄漏室，但仍为泵壳体中的干式转子提供了持久安全的运行环境。附加水泵的有利改进方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术的一个方面，所述轴的轴向支承可以由轴向滑动轴承提供，所述轴向滑动轴承沿冷却剂的流动方向布置在所述泵叶轮的前方。结果，所述轴上的轴向负载也通过所述滑动轴承来吸收，由此根据本专利技术的专利技术目的，提供了一种简单、廉价的轴承，其仅由两个由冷却剂润滑的滑动轴承组成。根据本专利技术的一个方面，所述轴向滑动轴承可以由所述轴的自由端部和所述泵壳体、优选为泵盖上的抬升表面形成。在运行期间，泵叶轮在泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在车辆中输送冷却剂的电动冷却剂泵，其具有：/n泵壳体(1)，所述泵壳体(1)具有泵室(10)、入口(16)和出口(17)，泵叶轮(2)可旋转地收纳在所述泵室(10)中，所述入口(16)和所述出口(17)与所述泵室(10)连接；/n轴(4)，所述轴(4)可旋转地被支承在所述泵壳体(1)上，并且所述泵叶轮(2)固定在所述轴(4)上；/n其特征在于，/n所述轴(4)的径向支承借助冷却剂润滑的径向滑动轴承(41)来提供，所述径向滑动轴承(41)布置在所述泵叶轮(2)和转子(32)之间；/n具有径向内定子(31)和径向外转子(32)的干式运行电动机(3)收纳在与所述泵室(10)分隔的电动机室(13)中；/n轴密封件(5)布置在所述径向滑动轴承(41)和所述电动机室(13)之间；/n所述转子(32)构成为钟形状，其内表面面向所述轴密封件(5)并与所述轴密封件(5)轴向重叠地固定在所述轴(4)上；以及/n所述电动机室(13)具有通向大气的开口，所述开口由液体密封的且蒸汽能渗透的压力平衡膜片(6)封闭。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 DE 102017120039.81.一种用于在车辆中输送冷却剂的电动冷却剂泵，其具有：
泵壳体(1)，所述泵壳体(1)具有泵室(10)、入口(16)和出口(17)，泵叶轮(2)可旋转地收纳在所述泵室(10)中，所述入口(16)和所述出口(17)与所述泵室(10)连接；
轴(4)，所述轴(4)可旋转地被支承在所述泵壳体(1)上，并且所述泵叶轮(2)固定在所述轴(4)上；
其特征在于，
所述轴(4)的径向支承借助冷却剂润滑的径向滑动轴承(41)来提供，所述径向滑动轴承(41)布置在所述泵叶轮(2)和转子(32)之间；
具有径向内定子(31)和径向外转子(32)的干式运行电动机(3)收纳在与所述泵室(10)分隔的电动机室(13)中；
轴密封件(5)布置在所述径向滑动轴承(41)和所述电动机室(13)之间；
所述转子(32)构成为钟形状，其内表面面向所述轴密封件(5)并与所述轴密封件(5)轴向重叠地固定在所述轴(4)上；以及
所述电动机室(13)具有通向大气的开口，所述开口由液体密封的且蒸汽能渗透的压力平衡膜片(6)封闭。


2.根据权利要求1所述的电动冷却剂泵，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨·帕维勒克，康拉德·尼克尔，詹斯·霍夫曼，罗宾·布希，保罗·路德维格，雅各布·施尼茨尔，西尔维奥·沃纳，
申请(专利权)人：尼得科GPM有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE